Электрическая цепь постоянного тока презентация

Основные законы электрических цепей
Напряжение – разность потенциалов между крайними точками участка.

Закон Ома
Участок цепи без ЭДС
Участок цепи с ЭДС
! Если направление тока и ЭДС совпадают, то в формуле ставят +, если противоположно, то ставят-.

Законы Кирхгофа. I закон Кирхгофа.
Алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю, или сумма входящих в узел токов равна сумме токов, вытекающих из узла.

Законы Кирхгофа. II закон Кирхгофа.
В любом контуре схемы электрической цепи алгебраическая сумма напряжений на всех элементах равна алгебраической сумме Э.Д.С.

Соединение сопротивлений

Мощность в эл. ц. постоянного тока.
Мощностью называется скорость преобразования энергии одного вида в энергию другого вида

Баланс мощностей
З.С.Э. для цепи постоянного тока:
какое количество энергии будет вырабатываться источником энергии, такое же количество энергии будет потребляться приемниками энергии.
Баланс мощностей

Законы Ома и законов Кирхгофа
для расчета электрических цепей
Uab=20 В
R1=5 Ом,
R2=3 Ом, R3=2 Ом,
R4=4 Ом,
R5=7 Ом.
Найти токи в ветвях,
падения напряжений
на каждом из резисторов
RЭ=R1+R2345=6,69 Ом

Проверка по I з. Кирхгофа:

Метод по уравнениям Кирхгофа
Алгоритм:
1. Определить число ветвей (число токов) – n;
2. Определить число узлов – m;
3. Условно задать направление токов в ветвях и составить (m-1) уравнений;
4. Определить необходимое число уравнений (по II закону Кирхгофа) и выбрать соответствующее число замкнутых контуров n-(m-1).
5. Выбрать условное направление обхода контуров, составить необходимое число уравнений по II закону Кирхгофа;
6. Решить полученную систему уравнений и определить все токи. Если в результате токи получились со знаком +, то направление было выбрано правильно.
7. Произвести проверку баланса мощностей
1) n=6
2) m=4
3) узел A: I1 + I2 - I6 = 0
узел B: I5 - I1 - I3 = 0
узел С: I4 + I3 - I2 = 0
4) контур I: Е1 - Е2 - Е3 = I1 (r1 + r6) - I2·r2 - I3·r3
контур II: E2 + E4 = I2·r2 + I6·r7 + I4·r4
контур III: E3 + E5 - E4 = I5 (r5 + r8) + I3·r3 - I4·r4

Е1=100 В,
Е2=75 В,
R1=10 Ом,
R2=15 Ом,
R3=20 Ом.
Определить токи в ветвях схемы; проверку правильности решения произвести путем составления уравнения баланса мощностей цепи.
1.1. Произвольно направим токи во всех ветвях схемы.
1.2. n=3, m=2 (1 уравнение по 1 з. Кирхгофа (m-1), 2 уравнения по второму (n-(m-1))):
I1 = 7,7 A; I2 = 6,5 A; I3 = –1,2 А
ПРОВЕРКА:

Метод контурных токов
1 – Выбор направления действительных токов.
2 – Выбор независимых контуров и направления контурных токов в них.
3 – Определение собственных и общих сопротивлений контуров, контурных эдс
4 – Составление уравнений и нахождение контурных токов
5 – Нахождение действительных токов
Зададим направления токов в ветвях.
Зададим направления контурных токов.
Рассчитаем собственные и взаимные сопротивления контуров:
R11 = R1 + R2 = 25 Ом;
R22 = R2 + R3 = 35 Ом;
R12 = R21 = –R2 = –15 Ом.
! Взаимное сопротивление R12 = R21 берем со знаком «–», так как контурные токи в нем не совпадают по направлению.
Е11 = Е1 + Е2 = 175 В;
Е22 = –Е2 = –75 В.
! Контурная э.д.с. Е22 имеет знак «–», так как направление контурного тока I22 не совпадает с направлением э.д.с. Е2.

4. Система уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для контурных токов, для рассматриваемой цепи имеет вид:
Решение данной системы дает следующий результат: I11=7,7 A; I22=1,2 А.
5. Найдем реальные токи в ветвях по величине и направлению:
I1 = I11 = 7,7 A;
I2 = I11 – I22 = 6,5 A;
I3 = I22 = 1,2 А.
Проверка правильности расчета токов может быть произведена путем составления уравнения баланса мощностей

Метод наложения
Порядок расчета:
1 – Составление частных схем, с одним источником ЭДС, остальные источники исключаются, от них остаются только их внутренние сопротивления.
2 – Определение частичных токов в частных схемах.
3 – Алгебраическое суммирование всех частичных токов, для нахождения токов в исходной цепи.